EP2199173A1 - Automotrice de transport de voyageurs - Google Patents

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EP2199173A1
EP2199173A1 EP09173405A EP09173405A EP2199173A1 EP 2199173 A1 EP2199173 A1 EP 2199173A1 EP 09173405 A EP09173405 A EP 09173405A EP 09173405 A EP09173405 A EP 09173405A EP 2199173 A1 EP2199173 A1 EP 2199173A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cars
car
motorized
level
bogies
Prior art date
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Granted
Application number
EP09173405A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP2199173B1 (fr
EP2199173B2 (fr
Inventor
Georges Palais
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alstom Transport Technologies SAS
Original Assignee
Alstom Transport SA
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Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=40673990&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP2199173(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Alstom Transport SA filed Critical Alstom Transport SA
Publication of EP2199173A1 publication Critical patent/EP2199173A1/fr
Publication of EP2199173B1 publication Critical patent/EP2199173B1/fr
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Publication of EP2199173B2 publication Critical patent/EP2199173B2/fr
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C3/00—Electric locomotives or railcars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61C—LOCOMOTIVES; MOTOR RAILCARS
    • B61C15/00—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B61C15/14—Maintaining or augmenting the starting or braking power by auxiliary devices and measures; Preventing wheel slippage; Controlling distribution of tractive effort between driving wheels controlling distribution of tractive effort between driving wheels
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B61—RAILWAYS
    • B61D—BODY DETAILS OR KINDS OF RAILWAY VEHICLES
    • B61D1/00—Carriages for ordinary railway passenger traffic
    • B61D1/06—Carriages for ordinary railway passenger traffic with multiple deck arrangement
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T30/00—Transportation of goods or passengers via railways, e.g. energy recovery or reducing air resistance

Definitions

  • the present invention relates to a self-propelled passenger transport, and more particularly a high-speed or urban self-propelled.
  • Train or motor train architectures are differentiated according to whether the traction is concentrated or distributed, depending on whether the car components are linked in an articulated or non-articulated manner, according to the arrangement and the number of driving and carrying bogies, and according to that they are at one or two levels.
  • a self-propelled vehicle comprises at least one motorized car, that is to say at least one car comprising at least one passenger compartment and at least one power train.
  • a self-propelled vehicle may therefore comprise only motorized cars or comprise non-motorized cars and at least one motorized car.
  • a train is composed of one or more motor vehicles and a number of passenger cars.
  • a power unit is not accessible to passengers and includes among other things a power train.
  • the traction chain comprises a plurality of equipment, which are either electrical components or electronic power and control components, adapted to pick up electrical energy from a traction source (for example a catenary line), transform it and convert it into electric power supply signals of electric motors of the driving bogies to ensure the train drive or the self-propelled.
  • a traction source for example a catenary line
  • the motorization is said to be concentrated when all the components of the traction chains are grouped together in a single location, for example in the motor of a train.
  • the engine is said to be distributed when the components of the power train are distributed over several cars, under the chassis of cars or on the roof.
  • a bogie conventionally comprises a bogie frame resting on two axles.
  • axle means generally a pair of coaxial bearing wheels on the rails of a railway.
  • a motor bogie comprises at least one electric motor for driving the wheels of at least one of its axles, called the driving axle.
  • a non-motorized bogie is called a carrier bogie.
  • Two adjacent cars are said to be "articulated” (or in articulated connection) when a first car is supported by one of these ends on a bogie and the end opposite the second car rests on the end of the first one.
  • the bogie is therefore straddling under the ends of the two adjacent cars.
  • a self-propelled car consisting of two articulated cars therefore has three bogies, since the free ends of the two cars each rest on a bogie and the adjacent ends of these two cars rest on the same bogie.
  • a self-propelled car consisting of two non-articulated cars therefore has four bogies.
  • a car is called at a level when it has a passenger compartment on a single floor level, and it is said at two levels when it has two compartments of travelers on two levels, superimposed one above the other. 'other.
  • This type of motorization requires a large mass of power cables needed to connect the energy harvesting device (s) to the motors through each traction equipment, cables that run between all cars equipped with either a device capture, either a traction chain equipment or a bogie engine.
  • This architecture has a reduced passenger capacity compared to a self-propelled car of identical length, since the engines are not accessible to passengers.
  • the self-propelled passenger transport vehicle according to the invention is at least partially two-tier and with concentrated motorization. She comprises successively a first pilot car 2, then at least one intermediate car 3, at least one car at least two partially motorized level 4 constituting a set E, then at least one intermediate car 3 and a second pilot car 2. The engine is concentrated on both cars 4.
  • the adjacent ends of the two-level cars 4 of said set E, the pilot cars 2 and the intermediate cars 3 are all non-articulated.
  • the self-propelled vehicle according to the invention has no articulated connection between the cars.
  • the two-level cars 4 of the set E and the intermediate cars 3a which are immediately adjacent to them comprise at least one motorized axle.
  • the pilot cars 2, the intermediate cars 3 and the ends of the intermediate cars 3a opposite the ends of the cars two levels 4 of the set E of the railcar are all non-articulated between them.
  • a bogie is placed under each end of each car.
  • the self-propelled vehicle comprises two to four traction chains, at least one pull chain being disposed in each car two levels 4 of the assembly E. For this reason, the two-level cars 4 of the set E will be called motorized cars.
  • the self-propelled engine is therefore concentrated, the concentration taking place in one or two cars, whether there are two or four traction chains.
  • the intermediate cars 3a immediately adjacent to the two-level cars 4 of the assembly E comprise an at least partially motorized bogie disposed at the free end of these intermediate cars 3a.
  • Each two-level car 4 comprising a traction chain is supported at both ends by a bogie engine and a bogie carrier, or by two motor bogies.
  • the self-propelled vehicle comprises, on both sides of the cars, two levels 4 of the set E and the intermediate cars 3a immediately adjacent to the two-level cars 4 of the set E, at least one intermediate car, one or two levels, without a traction chain and a pilot car, one or two levels, also without a traction chain. Since these intermediate cars do not have a power train, they are called trailers.
  • the trailers are therefore supported at their ends by carrying bogies.
  • a self-propelled vehicle according to the invention therefore complies with a rule of alternation between sets of non-motorized cars and sets of motorized cars, and a rule of alternation of motor bogies and carrier bogies in order to respect the maximum load at the same time. 'axle.
  • the balancing of the masses on each bogie and bogie engine is also obtained by optimizing the distribution of different traction equipment or auxiliaries of the railcar, and the interior of the cars that differs depending on the desired comfort (type and number of different seats depending on the class of the car).
  • the interior layout of the two-level 4 motorized cars in particular depends on the mass of the traction chain or chains, which themselves depend on the desired performance of the self-propelled vehicle (multi-tension traction, maximum speed, etc.).
  • the interior of the non-articulated motorized two-level car will not need to be lightened and designed as a car-bar, a car offering services or having a reduced passenger capacity in relation to the capacity of the trailers.
  • Each traction chain drives at least one driving axle of the engine or bogies arranged under one or both ends of two-level cars 4 in which are arranged one or more traction chains.
  • the self-propelled vehicle can therefore comprise three to twelve drive axles, depending on whether each partially motorized intermediate car is supported by a motor bogie, which itself comprise one or two drive axles and that each two-level motorized car is supported by one or two bogies. engines, which themselves comprise one or two drive axles.
  • An advantage of the self-propelled fully non-articulated according to the invention is to obtain a distribution of loads on a larger number of axles relative to a fully or partially articulated train.
  • maintenance operations are reduced due to the concentration traction chains on two cars.
  • the vehicle still benefits from the advantage of a large capacity since the entire length of the vehicle is used to receive passengers.
  • An advantage of the non-articulated architecture is the decomposition of the control and energy absorption functions, arranged in the pilot cars, and the traction function, arranged, according to the invention, in two-level cars.
  • One consequence is to allow better management and distribution of masses.
  • An advantage of the concentration of traction chains in two-level motorized cars is to better protect and control fires by physically separating the traction chains from each other, and physically separating the traction chains from the passenger compartments.
  • a self-propelled A comprises four trailers 3, two intermediate cars 3a and a two-level motorized car 4 arranged between two pilot cars 2.
  • a first pilot car 2 is located at a first end of the railcar A (starting from the left on the figure 1 ). It has a free end, where is located a driving cabin 9, and rests on a bogie carrier 7 composed of two axles. At its opposite end, the pilot car 2 is adjacent to a first trailer 3. Both ends in vis-à-vis cars 2 and 3 each rest on a dedicated bogie 7 carrier, consisting of two axles carriers.
  • the first trailer 3 is adjacent at its other end to a first intermediate car 3a.
  • the two ends vis-à-vis the cars 3 and 3a each rest on a dedicated bogie 7 carrier, consisting of two axles carriers.
  • the first intermediate car 3a is non-articulated connection to a first motorized two-level car 4, located in the railcar of this embodiment in fourth position from the left.
  • the intermediate car 3a comprises at this non-articulated end a bogie with at least one axle is motorized.
  • the first two-level motorized car 4 is adjacent, in non-articulated connection, to a second two-level motorized car 4. These two cars two motorized levels 4 therefore each have a dedicated motorized bogie at each of their ends.
  • Two traction chains 8 are arranged beneath the passenger compartment 10 and / or service area 11 and feed the engines of the motor bogies -composed each of two drive axles- located at each end of the cars two motorized levels 4.
  • a second intermediate car 3a is in non-articulated connection to the second two-level motorized car 4 and is in non-articulated connection with a second trailer 3.
  • the second trailer 3 and the two following trailers 3 are also non-articulated and rest on carrier bogies 7.
  • the second pilot car 2 is identical to the first.
  • All cars 2, 3 and 3a of the self-propelled A are either one-level cars or two-level cars.
  • Intermediate cars 3a are capable of receiving auxiliary electrical equipment 13.
  • All cars 2, 3, 4 of the railcar A have a passenger compartment 10. Each of the cars 2, 3, 4 communicates with the or each adjacent car by a gangway (not shown). As the vehicle is not articulated, the self-propelled figure 1 (or 2 ) has twenty bogies, four motorized bogies 6, fourteen bogies 7 and two partially motorized bogies, for a length of about 200 m. In this embodiment, all the axles of the motor bogies of the two-level cars 4 are motorized.
  • Such a railcar can carry around 550 passengers, depending on the interior layout, at a commercial speed of at least 350 km / h.
  • the traction chain or chains 8 are arranged under the floor of the passenger compartment 10 or the bar zone 11 in order to preserve the length of the compartment.
  • the Fig. 1 schematically represents the location of the traction chains 8 under the entire length of the passenger compartments 10 and the bar zones of the two-level cars 4 but, depending on the effective space requirement of the various components of the traction chain 8, this may extend all or only part of the floor of the passenger compartments 10 or bar areas.
  • Each of the intermediate cars 3a is provided with a pantograph 12 for capturing electrical energy on a catenary line (not shown).
  • a high voltage cable (not shown) distributes the electrical energy captured by each pantograph 12 to the power train 8 located in the two-level motorized car 4. In practice, these cables extend for example on the roof.
  • the concentration of the traction chains 8 and the motor bogies 6 on a very limited number of cars makes it possible to limit the mass of the cables required, since only high voltage cables extend between the intermediate cars 3a and the traction chain 8 of the cars.
  • these cables have a smaller mass than the mass of the power cables of the architectures of the railcars of the prior art.
  • the complexity of the wiring is also significantly reduced.
  • the figure 2 shows the previous A motorcar with the same number of cars but in which the intermediate cars 3a and the cars two motorized levels 4 are arranged adjacent to the first pilot car 2.
  • the figure 3 shows a self-propelled B with a limited number of cars in which a single two-level motorized car 4 is disposed between the intermediate cars 3a.
  • the intermediate cars 3a and the two-level motorized cars 4 are disposed adjacent, as described in the present application and shown in the figures, and are positioned in any way at within the self-propelled.
  • a self-propelled C differs from that of previous embodiments in that the two-level cars 4 constituting the set E comprise a smaller number of motor bogies.
  • the two-level cars 4 are here each carried by a motor bogie 6 and a bogie carrier 7 arranged at their ends.
  • the motor bogies are disposed at adjacent ends with the intermediate cars 3a.
  • the self-propelled C of the figure 4 (or 5 ) has twenty bogies, two motorized bogies 6, fourteen bogies 7 and two partially motorized bogies, for a length of about 200 m.
  • the self-propelled C of the figure 4 (or 5 ) has twenty bogies, two motorized bogies 6, fourteen bogies 7 and two partially motorized bogies, for a length of about 200 m.
  • only two bogies of cars two levels 4 are motorized.
  • Such a railcar can carry around 550 passengers, depending on the interior layout, at a commercial speed of at least 250 km / h.
  • the intermediate cars 3a are capable of receiving auxiliary electrical equipment 13.
  • Figures 8 to 10 show in a simplified form of the possible configurations of the motor bogies 6 and the carrier bogies 7 of the self-propelled according to the various embodiments given by way of example. Only the intermediate cars 3a, the two-level motorized cars 4, the traction chains 8, the motor bogies 6, the bogies 7 and the pantographs 12 are represented and numbered.
  • the figures 6 and 7 represent the possible combinations between traction chains 8, motor bogies 6, carrier bogies 7 and pantographs 12 for each embodiment with motorized two-level cars 4 each having a bogie dedicated to each of their ends.
  • the self-propelled vehicle according to the invention is completely modular in terms of passenger capacity and speed since it may comprise, for example, seven to eleven cars, three or four traction chains 8, six to twelve drive axles 5 spread over three to six bogies 6 engines and can reach a maximum speed of between 140 and 350 km / h.
  • This modularity is achieved by the simplification of the types of cars (drivers 2, trailers 3 and motorized 4) while applying the alternating rule of trailers and cars receiving a traction chain 8 and the alternating rule of the motor bogies 6 and carrier bogies 7 to respect the maximum load on the axle.

Landscapes

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Abstract

Cette automotrice est du type au moins partiellement à deux niveaux et à motorisation concentrée comprenant : €¢ une première voiture pilote (2), puis au moins une voiture intermédiaire (3, 3a), €¢ un ensemble (E) constitué d'au moins une voiture deux niveaux (4) au moins partiellement motorisé, €¢ puis au moins une voiture intermédiaire (3, 3a) et une seconde voiture pilote (2), €¢ les extrémités adjacentes desdites voitures deux niveaux (4) dudit ensemble (E), desdites voitures pilotes (2) et desdites voitures intermédiaires (3, 3a) étant toutes non-articulées.

Description

  • La présente invention concerne une automotrice de transport de voyageurs, et plus particulièrement une automotrice grande vitesse ou urbain.
    • Art antérieur
  • Les architectures de train ou d'automotrices sont différenciées selon que la traction est à motorisation concentrée ou répartie, selon que les voitures les composants sont liées de manière articulée ou non articulée, selon la disposition et le nombre de bogies moteurs et porteurs, et selon qu'elles sont à un ou deux niveaux.
  • Les performances de ces véhicules sont liées à leurs architectures. Les constructeurs doivent donc concevoir un véhicule propre à chaque gamme de vitesse / capacité de voyageurs.
  • Par souci de clarté, ces différentes notions sont définies dans les paragraphes suivants.
    • Train ou automotrice
  • Une automotrice comporte au moins une voiture motorisée, c'est-à-dire au moins une voiture comprenant au moins un compartiment voyageur et au moins une chaîne de traction. Une automotrice peut donc ne comporter que des voitures motorisées ou comporter des voitures non motorisées et au moins une voiture motorisée.
  • Un train est composé d'une ou de plusieurs motrices et d'un certain nombre de voitures de passagers. Une motrice n'est pas accessible aux passagers et comprend entre autres une chaîne de traction.
    • Motorisation concentrée ou répartie
  • La chaîne de traction comprend plusieurs équipements, qui sont soit des composants électriques soit des composants électroniques de puissance et de commande, adaptés pour capter l'énergie électrique à partir d'une source de traction (par exemple une ligne caténaire), la transformer et la convertir en signaux électriques d'alimentation de moteurs électriques des bogies moteurs pour assurer l'entraînement du train ou de l'automotrice.
  • La motorisation est dite concentrée lorsque tous les composants des chaînes de traction sont regroupés à un emplacement unique, par exemple dans la motrice d'un train. La motorisation est dite répartie lorsque les composants de la chaîne de traction sont répartis sur plusieurs voitures, sous le châssis des voitures ou en toiture.
    • Voitures articulées ou non articulées
  • Un bogie comprend de façon classique un châssis de bogie reposant sur deux essieux. Par essieu, on entend de façon générale une paire de roues coaxiales d'appui sur les rails d'une voie ferrée.
  • Un bogie moteur comprend au moins un moteur électrique d'entraînement des roues d'au moins un de ses essieux, dénommé essieu moteur. Par opposition, un bogie non motorisé est appelé bogie porteur.
  • Deux voitures adjacentes sont dites « articulées » (ou en liaison articulée) lorsque une première voiture est en appui par une de ces extrémités sur un bogie et que l'extrémité en vis-à-vis de la deuxième voiture repose sur l'extrémité de la première. Le bogie est donc à cheval sous les extrémités des deux voitures adjacentes. Une automotrice composée de deux voitures articulées compte donc trois bogies, puisque les extrémités libres des deux voitures reposent chacune sur un bogie et les extrémités adjacentes de ces deux voitures reposent sur un même bogie.
  • Par opposition, deux voitures adjacentes non articulées ne sont pas, à chacune de leurs extrémités, en appui sur un bogie commun, chaque voiture reposant sur deux bogies. Une automotrice composée de deux voitures non articulées compte donc quatre bogies.
  • Tous les véhicules ferroviaires doivent respecter la contrainte de la charge à l'essieu, dont la valeur est imposée par l'infrastructure ou par les normes applicables sur les voies où circulent ces véhicules.
    • Voiture à un ou deux niveaux
  • Une voiture est dite à un niveau lorsqu'elle a un compartiment de voyageurs sur un seul niveau de plancher, et elle est dite à deux niveaux lorsqu'elle comporte deux compartiments de voyageurs sur deux niveaux, superposés l'un au-dessus de l'autre.
  • II existe aussi des automotrices à grande vitesse un niveau, non articulées et à motorisation répartie, avec différentes distributions des équipements de traction dans les voitures, différents emplacements des bogies moteurs ou des essieux moteurs selon les architectures. Ces automotrices comportent plusieurs voitures motorisées, reposant chacune sur deux bogies.
  • Ce type de motorisation nécessite une grande masse de câbles de puissance nécessaires pour relier le ou les dispositifs de captage d'énergie jusqu'aux moteurs en passant par chaque équipement de traction, câbles qui courent donc entre toutes les voitures équipées soit d'un dispositif de captage, soit d'un équipement de la chaîne de traction, soit d'un bogie moteur.
  • II existe également des trains un niveau ou deux niveaux, à liaison « mixte » et à motorisation concentrée. Les voitures de passagers reposent sur des bogies porteurs et sont encadrées par deux motrices, à chaque extrémité du train, reposant sur des bogies moteurs. Les liaisons de ce train sont dites « mixtes » car différents types de liaisons relient les voitures et les motrices. Les voitures sont reliées entre elles par une liaison articulée, et les voitures sont reliées aux motrices par une liaison non articulée.
  • Cette architecture présente une capacité en nombre de passagers réduite par rapport à une automotrice de longueur identique, puisque les motrices ne sont pas accessibles aux passagers.
  • C'est donc un but de l'invention de proposer une automotrice qui ne présente pas les inconvénients des architectures de l'état de la technique.
  • A cet effet, l'invention propose une automotrice de transport de voyageurs au moins partiellement à deux niveaux et à motorisation concentrée comportant successivement :
    • une première voiture pilote, puis au moins une voiture intermédiaire,
    • un ensemble constitué d'au moins une voiture deux niveaux au moins partiellement motorisé,
    • puis au moins une voiture intermédiaire et une seconde voiture pilote,
    • les extrémités adjacentes desdites voitures deux niveaux dudit ensemble , desdites voitures pilotes et desdites voitures intermédiaires étant toutes non-articulées.
  • L'automotrice comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises selon toutes les combinaisons techniquement possibles :
    • l'extrémité desdites voitures intermédiaires immédiatement adjacentes audites voitures deux niveaux dudit ensemble comportent au moins un essieu motorisé,
    • l'ensemble des voitures sont à deux niveaux ou les voitures, autres que les voitures deux niveaux, sont à un niveau.
    Description de l'invention
  • L'automotrice, de transport de voyageurs, selon l'invention est au moins partiellement à deux niveaux et à motorisation concentrée. Elle comporte successivement une première voiture pilote 2, puis au moins une voiture intermédiaire 3, au moins une voiture deux niveaux 4 au moins partiellement motorisée constituant un ensemble E, puis au moins une voiture intermédiaire 3 et une seconde voiture pilote 2. La motorisation est concentrée sur les deux voitures 4.
  • Les extrémités adjacentes des voitures deux niveaux 4 dudit ensemble E, des voitures pilotes 2 et des voitures intermédiaires 3 sont toutes non-articulées. Ainsi, l'automotrice selon l'invention ne comporte aucune liaison articulée entre les voitures.
  • Les voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E et les voitures intermédiaires 3a qui leurs sont immédiatement adjacentes comportent au moins un essieu motorisé.
  • Les voitures pilotes 2, les voitures intermédiaires 3 et les extrémités des voitures intermédiaires 3a opposées aux extrémités des voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E de l'automotrice sont toutes non-articulées entre elles. Un bogie est donc disposé sous chaque extrémité de chaque voiture.
  • L'automotrice comporte deux à quatre chaînes de traction, au moins une chaîne de traction étant disposée dans chaque voiture deux niveaux 4 de l'ensemble E. Pour cette raison, les voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E seront dénommées voitures motorisées. L'automotrice est donc à motorisation concentrée, la concentration s'effectuant dans une à deux voitures, qu'il y ait deux ou quatre chaînes de traction. Les voitures intermédiaires 3a immédiatement adjacentes aux voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E comportent un bogie au moins partiellement motorisé disposé à l'extrémité libres des ces voitures intermédiaires 3a.
  • Chaque voiture deux niveaux 4 comportant une chaîne de traction est supportée à ses deux extrémités soit par un bogie moteur et un bogie porteur, soit par deux bogies moteurs.
  • L'automotrice comprend, de part et d'autre des voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E et des voitures intermédiaires 3a immédiatement adjacentes aux voitures deux niveaux 4 de l'ensemble E, au moins une voiture intermédiaire, un ou deux niveaux, dépourvue de chaîne de traction et une voiture pilote, un ou deux niveaux, également dépourvue de chaîne de traction. Comme ces voitures intermédiaires ne comportent pas de chaîne de traction, elle sont appelées remorques.
  • Les remorques sont donc supportées à leurs extrémités par des bogies porteurs.
  • Une automotrice conforme à l'invention respecte donc une règle d'alternance d'ensembles de voitures non motorisées et d'ensembles de voitures motorisées, et une règle d'alternance de bogies moteurs et de bogies porteurs afin de respecter la charge maximale à l'essieu.
  • La charge à l'essieu de l'automotrice conforme à l'invention est maintenue en dessous de la charge maximale admissible car :
    • Chaque voiture de l'automotrice repose sur deux bogies dédiés, ce qui permet de répartir de façon optimale la charge appliquée sur les essieux, le nombre d'essieux étant important (quatre essieux par voiture),
    • Les remorques également dépourvues de chaînes de traction possèdent un poids à vide plus faible que les voitures motorisées.
    • Les voitures deux niveaux motorisées reçoivent des passagers et les équipements d'au moins une chaîne de traction. Or, les bogies dédiés moteurs à chaque extrémité de la voiture deux niveaux motorisée supportent chacun la moitié de la masse de la voiture motorisée.
  • L'équilibrage des masses sur chaque bogie porteur et bogie moteur est également obtenu par l'optimisation de la répartition des différents équipements de traction ou auxiliaires de l'automotrice, et de l'aménagement intérieur des voitures qui diffère selon le confort souhaité (type et nombre de sièges différents selon la classe de la voiture).
  • L'aménagement intérieur des voitures deux niveaux 4 motorisées notamment dépend de la masse de la ou des chaînes de traction, qui dépendent elles-mêmes des performances souhaitées de l'automotrice (traction multi-tension, vitesse maximale, etc.).
  • Dans le cadre de la présente invention également, si la masse des équipements traction installés est élevée, l'aménagement intérieur de la voiture deux niveaux motorisée non articulée n'aura pas besoin d'être allégé et conçu comme une voiture-bar, une voiture offrant des services ou ayant une capacité voyageur réduite par rapport à la capacité des remorques.
  • Chaque chaîne de traction entraîne au moins un essieu moteur du ou des bogies moteurs disposés sous l'une ou sous les deux extrémités des voitures deux niveaux 4 dans lesquelles sont disposées une ou plusieurs chaînes de traction. L'automotrice peut donc comporter trois à douze essieux moteurs, selon que chaque voiture intermédiaire partiellement motorisée sont supportées par un bogie moteur, qui comportent lui-même un ou deux essieux moteurs et que chaque voiture deux niveaux motorisée sont supportées par un ou deux bogies moteurs, qui comportent eux-même un ou deux essieux moteurs.
  • Un avantage de l'automotrice entièrement non-articulée selon l'invention est d'obtenir une répartition des charges sur un plus grand nombre d'essieux par rapport à une rame entièrement ou partiellement articulée. En outre, les opérations de maintenance sont réduites du fait de la concentration des chaînes de traction sur deux voitures. Le véhicule bénéficie encore de l'avantage consistant en une grande capacité puisque toute la longueur du véhicule est utilisée pour recevoir des passagers.
  • Un avantage de l'architecture non articulée est la décomposition des fonctions pilotage et absorption d'énergie, disposées dans les voitures pilote, et de la fonction traction, disposée, selon l'invention, dans les voitures deux niveaux. Une conséquence est de permettre une meilleure gestion et répartition des masses.
  • Un avantage de la concentration des chaînes de traction dans les voitures deux niveaux motorisées est de mieux protéger et maîtriser les incendies en séparant physiquement les chaînes de traction les unes des autres, et en séparant physiquement les chaînes de traction des compartiments passagers.
  • L'invention et d'autres avantages seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux dessins annexés, dans lesquels
    • les figures 1 à 5 sont des vues schématiques de côté d'automotrices conformes à l'invention selon plusieurs modes de réalisation,
    • les figures 6 et 7 représentent schématiquement différente version concernant la position des essieux moteurs ou porteurs et la position des chaînes de traction.
  • Par convention, les roues des essieux moteurs sont noircies sur les figures.
    • Premier mode de réalisation
  • Telle que représentée sur la figure 1, une automotrice A comprend quatre remorques 3, deux voitures intermédiaires 3a et une voiture deux niveaux motorisées 4 disposées entre deux voitures pilotes 2.
  • Une première voiture pilote 2 est située à une première extrémité de l'automotrice A (en partant de la gauche sur la figure 1). Elle présente une extrémité libre, où est située une cabine de conduite 9, et repose sur un bogie porteur 7 composés de deux essieux porteurs.. A son extrémité opposée, la voiture pilote 2 est adjacente à une première remorque 3. Les deux extrémités en vis-à-vis des voitures 2 et 3 reposent chacune sur un bogie porteur 7 dédié, composé de deux essieux porteurs.
  • La première remorque 3 est adjacente à son autre extrémité à une première voiture intermédiaire 3a. Les deux extrémités en vis-à-vis des voitures 3 et 3a reposent chacune sur un bogie porteur 7 dédié, composé de deux essieux porteurs.
  • Ni la première voiture pilote 2, ni la première remorque 3 ne reçoivent de chaîne de traction 8.
  • La première voiture intermédiaire 3a est en liaison non articulée à une première voiture deux niveaux motorisée 4, située dans l'automotrice de ce mode de réalisation en quatrième position en partant de la gauche. La voiture intermédiaire 3a comporte à cette extrémité non articulée un bogie dont au moins un essieu est motorisé.
  • La première voiture deux niveaux motorisée 4 est adjacente, en liaison non articulée, à une seconde voiture deux niveaux motorisée 4. Ces deux voitures deux niveaux motorisées 4 ont donc chacune un bogie dédié motorisé à chacune de leurs extrémités. Deux chaînes de traction 8 sont disposées sous le compartiment voyageur 10 et/ou zone de service 11 et alimentent les moteurs des bogies moteurs -composés chacun de deux essieux moteurs- situés à chaque extrémité des voitures deux niveaux motorisées 4.
  • Une seconde voiture intermédiaire 3a est en liaison non articulée à la seconde voiture deux niveaux motorisée 4 et est en liaison non articulée avec une deuxième remorque 3.
  • La deuxième remorque 3 et les deux remorques 3 suivantes sont également non articulées et reposent sur des bogies porteurs 7. La deuxième voiture pilote 2 est identique à la première.
  • Toutes les voitures 2, 3 et 3a de l'automotrice A sont soit des voitures un niveau, soit des voitures deux niveaux.
  • Les voitures intermédiaires 3a sont susceptibles de recevoir des équipements électriques auxiliaires 13.
  • Toutes les voitures 2, 3, 4 de l'automotrice A possèdent un compartiment voyageurs 10. Chacune des voitures 2, 3, 4 communique avec la ou chaque voiture adjacente par une intercirculation (non représentée). Comme le véhicule est non articulé, l'automotrice A de la figure 1 (ou 2) possède vingt bogies, quatre bogies motorisés 6, quatorze bogies porteurs 7 et deux bogies partiellement motorisés, pour une longueur d'environ 200 m. Dans ce mode de réalisation, tous les essieux des bogies moteurs des voitures deux niveaux 4 sont motorisés. Une telle automotrice peut transporter de l'ordre de 550 passagers, en fonction de l'aménagement intérieur, à une vitesse commerciale d'au moins 350 km/h.
  • Dans chacune des voitures deux niveaux motorisée 4, la ou les chaînes de traction 8 sont disposées sous le plancher du compartiment voyageurs 10 ou de la zone bar 11 afin de préserver la longueur du compartiment. La fig. 1 représente schématiquement l'emplacement des chaînes de traction 8 sous toute la longueur des compartiments voyageurs 10 et des zones bars des voitures deux niveaux 4 mais selon l'encombrement effectif des différents composants de la chaîne de traction 8, celle-ci peut s'étendre en totalité ou en partie seulement sous le plancher des compartiments voyageurs 10 ou des zones bars.
  • Chacune des voitures intermédiaires 3a est munie d'un pantographe 12 pour capter l'énergie électrique sur une ligne caténaire (non représentée).
  • Un câble de haute tension (non représentée) distribue l'énergie électrique captée par chaque pantographe 12 à la chaîne de traction 8 située dans la voiture deux niveaux motorisée 4. En pratique, ces câbles s'étendent par exemple en toiture.
  • La concentration des chaînes de traction 8 et des bogies moteurs 6 sur un nombre très limité de voitures permet de limiter la masse des câbles nécessaires, puisque seuls des câbles de haute tension s'étendent entre les voitures intermédiaires 3a et la chaîne de traction 8 des voitures deux niveaux motorisées 4. Une conséquence est que ces câbles ont une masse moins importante que la masse des câbles de puissance des architectures des automotrices de l'art antérieur. La complexité du câblage est également nettement réduite.
    • Variantes du premier mode de réalisation
  • La figure 2 montre l'automotrice A précédente avec le même nombre de voitures mais dans laquelle les voitures intermédiaire 3a et les voitures deux niveaux motorisées 4 sont disposées adjacentes à la première voiture pilote 2.
  • La figure 3 montre une automotrice B avec un nombre restreint de voitures dans laquelle une seule voiture deux niveaux motorisée 4 est disposées entre les voitures intermédiaire 3a.
  • II est claire que selon d'autres modes de réalisation, non représentés, les voitures intermédiaire 3a et les voitures deux niveaux motorisées 4 sont disposées adjacentes, telles que décrites dans la présente demande et représentées dans les figures, et sont positionnées de façon quelconque au sein de l'automotrice.
    • Deuxième mode de réalisation
  • Pour une automotrice plus courte que l'automotrice décrite dans le premier mode de réalisation ci-dessus ou roulant à des vitesses moindres et donc comportant un moins grand nombre de chaînes de traction ou des chaînes de traction de masse moins élevée, il est avantageux, soit de diminuer le nombre de bogies moteurs tout en maintenant le nombre de bogie, soit de supprimer certains bogies moteurs.
  • Ainsi, dans le mode de réalisation représenté sur les figures 4 et 5, sur laquelle les références aux éléments semblables à ceux de la figure 1 ont été conservées, une automotrice C se distingue de celle des modes de réalisation précédents en ce que les voitures deux niveaux 4 constituant l'ensemble E comportent un moins grand nombre de bogies moteurs. Les voitures deux niveaux 4 sont ici portées chacune par un bogie moteur 6 et un bogie porteur 7 disposés à leurs extrémités. De façon avantageuse, les bogies moteurs sont disposés aux extrémités adjacentes avec les voitures intermédiaires 3a.
  • Comme le véhicule est non articulé, l'automotrice C de la figure 4 (ou 5) possède vingt bogies, deux bogies motorisés 6, quatorze bogies porteurs 7 et deux bogies partiellement motorisés, pour une longueur d'environ 200 m. Dans ce mode de réalisation, seuls deux bogies des voitures deux niveaux 4 sont motorisés. Une telle automotrice peut transporter de l'ordre de 550 passagers, en fonction de l'aménagement intérieur, à une vitesse commerciale d'au moins 250 km/h.
    • Variantes aux différents modes de réalisation
  • Comme décrit dans le premier mode de réalisation, dans chacun des autres modes de réalisation et des variantes précédents, les voitures intermédiaires 3a sont susceptibles de recevoir des équipements électriques auxiliaires 13.
  • Les figures 8 à 10 représentent sous une forme simplifiée des configurations possibles des bogies moteurs 6 et des bogies porteurs 7 de l'automotrice selon les différents modes de réalisation données à titre d'exemple. Sont seulement représentés et numérotés les voitures intermédiaires 3a, les voitures deux niveaux motorisées 4, les chaînes de traction 8, les bogies moteurs 6, les bogies porteurs 7 et les pantographes 12.
  • Les figures 6 et 7 représentent les combinaisons possibles entre chaînes de traction 8, bogies moteurs 6, bogies porteurs 7 et pantographes 12 pour chaque mode de réalisation avec des voitures deux niveaux motorisées 4 ayant chacune un bogie dédié à chacune de leurs extrémités.
  • Ainsi, l'automotrice réalisée selon l'invention est complètement modulable en terme de capacité voyageurs et de vitesse puisqu'elle peut comprendre, par exemple, sept à onze voitures, trois ou quatre chaînes de traction 8, de six à douze essieux moteurs 5 répartis sur trois à six bogies moteurs 6 et peut atteindre une vitesse maximale comprise entre 140 et 350 km/h.
  • Cette modularité est atteinte par la simplification des types de voitures (pilotes 2, remorques 3 et motorisée 4) tout en appliquant la règle d'alternance des remorques et des voitures recevant une chaîne de traction 8 et la règle d'alternance des bogies moteurs 6 et des bogies porteurs 7 pour respecter la charge maximale à l'essieu.

Claims (4)

  1. Automotrice de transport de voyageurs, au moins partiellement à deux niveaux et à motorisation concentrée comportant successivement :
    • une première voiture pilote (2), puis au moins une voiture intermédiaire (3, 3a),
    • un ensemble (E) constitué d'au moins une voiture deux niveaux (4) au moins partiellement motorisé,
    • puis au moins une voiture intermédiaire (3, 3a) et une seconde voiture pilote (2),
    • les extrémités adjacentes desdites voitures deux niveaux (4) dudit ensemble (E), desdites voitures pilotes (2) et desdites voitures intermédiaires (3, 3a) étant toutes non-articulées.
  2. Automotrice selon la revendication 1, dans laquelle l'extrémité desdites voitures intermédiaires (3a) immédiatement adjacentes audites voitures deux niveaux (4) dudit ensemble (E) comportent au moins un essieu motorisé (5).
  3. Automotrice selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle l'ensemble des voitures (2, 3, 3a, 4) sont à deux niveaux.
  4. Automotrice selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle les voitures (2, 3, 3a) autres que les voitures deux niveaux (4) sont à un niveau.
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